鳳凰型美觀混凝土護(hù)欄的實(shí)車碰撞試驗(yàn)

基于不同的數(shù)值方法進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)倒塌分析時(shí),其分析模型實(shí)質(zhì)為一多體系統(tǒng),當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入大變形大位移階段后,就可能發(fā)生多體碰撞問(wèn)題?；趌s-dyna有限元程序研究了三混凝土立方塊體不同碰撞模式下的宏觀反應(yīng)結(jié)果,并對(duì)比分析各結(jié)果之差別,同時(shí)分析了初始相對(duì)碰撞速度、塊體質(zhì)量等因素的影響。基于對(duì)比分析,提出混凝土塊體多體碰撞問(wèn)題的處理方法。

在分析了我國(guó)高速公路汽車護(hù)欄碰撞事故特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)汽車與混凝土護(hù)欄的碰撞機(jī)理進(jìn)行了分析,建立了汽車的有限元模型和混凝土護(hù)欄的多體模型,通過(guò)不同的碰撞初始條件對(duì)汽車與混凝土護(hù)欄碰撞進(jìn)行了仿真研究,得出碰撞特性隨著混凝土護(hù)欄參數(shù)的變化規(guī)律,并對(duì)碰撞時(shí)乘員頭部和胸部所受的傷害進(jìn)行了仿真分析,得出碰撞人的傷害特性.

防撞活動(dòng)護(hù)欄碰撞分析

近幾年來(lái),在全國(guó)許多地區(qū),預(yù)應(yīng)力電桿普遍出現(xiàn)縱裂現(xiàn)象,嚴(yán)重地影響著它的使用信譽(yù)。我們結(jié)合電桿國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制工作,調(diào)研了這個(gè)問(wèn)題并作了碰撞試驗(yàn),結(jié)果如下:預(yù)應(yīng)力電桿出現(xiàn)縱裂的原因是復(fù)雜的,既有內(nèi)因也有外因。內(nèi)因是混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性,外因主要是吊運(yùn)過(guò)程中碰撞力的

汽車與高速公路護(hù)欄碰撞事故中,護(hù)欄不僅有攔截、導(dǎo)向作用,還要有良好的緩沖吸能特性,以減小由于乘坐空間過(guò)度變形以及人與車內(nèi)物體二次碰撞對(duì)乘員的傷害。通過(guò)實(shí)車與兩種不同形式護(hù)欄的碰撞試驗(yàn),研究車輛、護(hù)欄碰撞中的動(dòng)態(tài)響應(yīng),分析護(hù)欄、汽車和乘員的特性以及相互關(guān)系;護(hù)欄的不同結(jié)構(gòu)形式與安裝方式對(duì)乘員的安全性的影響,為高速公路護(hù)欄的設(shè)計(jì)、施工以及在不同地點(diǎn)的設(shè)置提供有益的借鑒。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的路基壓實(shí)土中圓形護(hù)欄立柱與土基的相互作用進(jìn)行了模擬,在此基礎(chǔ)上,基于非線性有限元軟件ls-dyna建立了波形梁護(hù)欄的有限元模型。在相同的碰撞條件下,對(duì)混凝土基礎(chǔ)中和土基中護(hù)欄的碰撞安全性進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明,車與土基中護(hù)欄碰撞時(shí)對(duì)乘員造成的傷害值小于車與混凝土基礎(chǔ)中護(hù)欄碰撞所造成的傷害值。

采用單擺和垂直軌道裝置進(jìn)行了混凝土塊體對(duì)心碰撞試驗(yàn)。研究參數(shù)包括質(zhì)量比、初始相對(duì)碰撞速度、絕對(duì)質(zhì)量和相對(duì)加速度。利用ls-dyna有限元程序數(shù)值再現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程。在此基礎(chǔ)上選取初始碰撞夾角、有效碰撞面積和混凝土抗壓強(qiáng)度為研究參數(shù),進(jìn)行了補(bǔ)充數(shù)值試驗(yàn)?；谠囼?yàn)和補(bǔ)充數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)回歸分析得到了混凝土塊體對(duì)心碰撞力學(xué)模型。此外,考慮到試驗(yàn)中參數(shù)的變化,對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了擴(kuò)展數(shù)值模擬。采用模型得到的結(jié)果與擴(kuò)展數(shù)值模擬結(jié)果吻合良好。

第15卷第9期鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)volume15number9 2018年9月journalofrailwayscienceandengineeringseptember2018 doi:10.19713/j.cnki.43-1423/u.2018.09.002 混凝土護(hù)欄在超高速磁懸浮列車 碰撞下的有限元分析 畢繼紅1,2，姜嘉琳1,2，關(guān)健1,2 (1.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津300350； 2.濱海土木工程結(jié)構(gòu)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300350) 摘要：針對(duì)目前磁懸浮列車工程中，對(duì)護(hù)欄結(jié)構(gòu)的研究稀缺，結(jié)合日本“東京——名古屋”段中央新干線磁懸浮列車的實(shí) 際工程，針對(duì)磁懸浮列車護(hù)攔的防護(hù)作用，開展基于ansys/lsdyna顯示動(dòng)力算法的仿真分析。模擬高速?gòu)澋肋^(guò)車時(shí)磁 懸浮列車脫軌撞擊護(hù)攔的過(guò)程

汽車護(hù)欄碰撞實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)

應(yīng)用newmarkβ法,對(duì)汽車碰撞半剛性護(hù)欄進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算,解決碰撞過(guò)程中的非線性問(wèn)題.分別對(duì)不考慮汽車轉(zhuǎn)動(dòng)和考慮汽車轉(zhuǎn)動(dòng)建立了簡(jiǎn)化模型,對(duì)汽車碰撞護(hù)欄進(jìn)行時(shí)程分析.通過(guò)與ls-dyna有限元模擬結(jié)果對(duì)比表明,考慮汽車轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法能較準(zhǔn)確地對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行時(shí)程分析,幫助護(hù)欄設(shè)計(jì)人員更清楚了解碰撞過(guò)程和碰撞作用機(jī)理,有利于護(hù)欄的優(yōu)化設(shè)計(jì).

汽車與纜索護(hù)欄碰撞是一個(gè)極為復(fù)雜的力學(xué)過(guò)程,影響其動(dòng)力反應(yīng)的因素很多。碰撞后的護(hù)欄系統(tǒng)如橫梁、立柱、地基的變形情況以及碰撞車輛的變形、運(yùn)動(dòng)軌跡、傾覆等情況也極為復(fù)雜,而且有很大的隨機(jī)性。根據(jù)纜索護(hù)欄的受力特點(diǎn),對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立車輛與纜索護(hù)欄碰撞的簡(jiǎn)化計(jì)算模型,可為高速公路護(hù)欄的設(shè)計(jì)、施工提供借鑒。

車輛碰撞現(xiàn)有的波形梁護(hù)欄端頭易發(fā)生波形梁板插入車體和翻車的惡性事故,采用有限元仿真和實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)相結(jié)合的方法,開發(fā)出一種滿足使用要求的新型波形梁護(hù)欄端頭.通過(guò)有限元分析研究端頭各構(gòu)件的工作性能和原理,確定實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)條件,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化;實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證開發(fā)的新型波形梁護(hù)欄端頭能夠有效避免波形梁插入車體和翻車事故的發(fā)生,保護(hù)乘員安全,同時(shí)能夠?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)段護(hù)欄提供足夠約束力,保證標(biāo)準(zhǔn)段護(hù)欄的正常防護(hù)能力,滿足相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求.

分析了混凝土塊體碰撞過(guò)程中動(dòng)能的損耗機(jī)理以及在結(jié)構(gòu)倒塌分析中考慮混凝土塊體碰撞的基本方法.推導(dǎo)了相關(guān)文獻(xiàn)中定義的碰撞恢復(fù)因數(shù)與動(dòng)能損耗系數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.基于根據(jù)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法提出的碰撞力學(xué)模型,研究了碰撞恢復(fù)因數(shù)和動(dòng)能損耗系數(shù)的定量確定方法.方法中考慮了質(zhì)量比、初始碰撞夾角、混凝土抗壓強(qiáng)度和塊體初始碰撞速度比等因素對(duì)混凝土塊體碰撞性能的影響,為建立更精確的混凝土塊體間的碰撞模型提供了依據(jù).

對(duì)泡沫填充空心方鋁管進(jìn)行軸向撞擊粉碎試驗(yàn)。此外,為獲得更多有關(guān)撞擊過(guò)程的信息,也對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了有限元模擬分析。為找到更有效輕便的撞擊減震器,并達(dá)到吸收最多能量的目的,在方矩形管的優(yōu)化設(shè)計(jì)中采用了多元設(shè)計(jì)優(yōu)化方法(mdo)?；诠艿淖罴褞缀纬叽缈紤]將具有最輕重量并且吸收能量最多作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。前期研究表明,使用高密度蜂窩材料填充會(huì)使管吸收更多能量,但重量不是最輕[zareihr,krgerm.optimumhoney-combfilledcrashabsorberdesign.materdes2007,29:193-204]。因此,為了解采用不同密度的泡沫填充管的撞擊性能,進(jìn)行了全面的研究,。采用mdo方法尋找一種優(yōu)化填充管,使其吸收的能量與最優(yōu)空心管吸收的能量一樣多。

通過(guò)hypermesh和ls-dyna等軟件,建立汽車碰撞護(hù)欄的有限元模型。參照相關(guān)的法規(guī),對(duì)汽車速度為80km/h、碰撞角為20o的條件下汽車碰撞護(hù)欄過(guò)程進(jìn)行安全性分析。乘員風(fēng)險(xiǎn)性主要依據(jù)碰撞過(guò)程中車輛在特定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的平均加速度及車輛的速度改變量的大小來(lái)衡量。根據(jù)仿真出的汽車質(zhì)心處的加速度曲線及速度曲線對(duì)碰撞安全性進(jìn)行分析,并提出改進(jìn)方案。

第３７卷　第５期 ２０１３年１０月 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版） ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ?。鳎酰瑁幔睢。酰睿椋觯澹颍螅椋簦。铮妗。簦澹悖瑁睿铮欤铮纾?（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｃｉｅｎｃｅ?。Γ澹睿纾椋睿澹澹颍椋睿纾?ｖｏｌ．３７?。睿铮?ｏｃｔ．２０１３ 防撞活動(dòng)護(hù)欄碰撞分析＊ 閆書明 （北京中路安交通科技有限公司　北京　１０００７１） 摘要：為確定幾種新型防撞活動(dòng)護(hù)欄安全性能，采用有限元仿真分析和實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)相結(jié)合 的技術(shù)手段，對(duì)幾種新型防撞活動(dòng)護(hù)欄進(jìn)行碰撞分析．結(jié)果表明，折疊式活動(dòng)護(hù)欄對(duì)小型車輛形成 絆阻，不滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求；小客車和大客車碰撞鏈?zhǔn)交炷?、桁架式和鋼管預(yù)應(yīng)力索活動(dòng)護(hù)欄后 均能恢復(fù)到正常行駛姿態(tài)，小客車車體重心處加速度最大值分別為９．７８，８．８和８．１ｇ，小客車駛 出角度分別為１０．２°，９．８°和１０．

（三）、混凝土預(yù)制護(hù)欄施工方案、方法 1、施工準(zhǔn)備 （1）施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 為了運(yùn)輸和吊裝方便和施工質(zhì)量控制，預(yù)制場(chǎng)選在路線中點(diǎn)按施 工平面布置圖的范圍進(jìn)行場(chǎng)地平整、壓實(shí)并招標(biāo)文件的要求進(jìn)行場(chǎng)地 硬化，規(guī)劃好臨時(shí)設(shè)施及布置生產(chǎn)制作場(chǎng)地，并按預(yù)制場(chǎng)平面布置圖 好安裝臨時(shí)用水、電線路。 （2）技術(shù)準(zhǔn)備 a、施工前應(yīng)仔細(xì)閱讀圖紙及合同要求，做好圖紙會(huì)審，編制施 工組織設(shè)計(jì)，做好安全技術(shù)等交底工作。 b、做好所需機(jī)具、設(shè)備準(zhǔn)備及檢驗(yàn)校正工作，保證所用機(jī)具設(shè) 備處于正常狀態(tài)。 （3）材料準(zhǔn)備 普通鋼筋均采用正規(guī)鋼鐵公司產(chǎn)的鋼筋；砂、石均采用本地產(chǎn)優(yōu) 質(zhì)材料；水泥采用當(dāng)?shù)卣?guī)水泥廠生產(chǎn)的42.5r普通硅酸鹽水泥。且 各種材料均應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后方允許投入生產(chǎn)使用。 2、施工組織 為順利完成該工程的制作工作，由公司指定專項(xiàng)施工項(xiàng)目班子， 負(fù)責(zé)日常的施工管理工作，建立良好的施工秩序，保證工程能按

研究汽車與護(hù)欄碰撞過(guò)程中車輛的理想運(yùn)動(dòng)規(guī)律和護(hù)欄的防撞機(jī)理,以提高護(hù)欄的耐撞性能.在ls-dyna軟件平臺(tái)中,根據(jù)樣車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和高速公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),建立了“汽車-乘員-護(hù)欄”碰撞耦合系統(tǒng)有限元模型.碰撞仿真結(jié)果表明,護(hù)欄通過(guò)變形吸收了62.2％的動(dòng)能,起到了很好的導(dǎo)向作用.汽車的駛出角為8.2°,可以有效避免二次事故發(fā)生.擴(kuò)欄的最大橫向變形為750mm,假人頭部性能指標(biāo)hpc為508,假人胸部性能指標(biāo)thpc為25.2mm,假人腿部性能指標(biāo)fpc為1.15kn,均小于法規(guī)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值,汽車與護(hù)欄碰撞時(shí)不會(huì)對(duì)乘員造成嚴(yán)重傷害.

對(duì)泡沫填充空心方鋁管進(jìn)行軸向撞擊粉碎試驗(yàn)。此外，為獲得更多有關(guān)撞擊過(guò)程的信息，也對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了有限元模擬分析。為找到更有效輕便的撞擊減震器，并達(dá)到吸收最多能量的目的，在方矩形管的優(yōu)化設(shè)計(jì)中采用了多元設(shè)計(jì)優(yōu)化方法（mdo）?；诠艿淖罴褞缀纬叽缈紤]將具有最輕重量并且吸收能量最多作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。前期研究表明，使用高密度蜂窩材料填充會(huì)使管吸收更多能量，但重量不是最輕[zareihr，krogerm．optimumhoney-combfilledcrashabsorberdesign．materdes2007，29：193-204]。因此，為了解采用不同密度的泡沫填充管的撞擊性能，進(jìn)行了全面的研究，。采用mdo方法尋找一種優(yōu)化填充管，使其吸收的能量與最優(yōu)空心管吸收的能量一樣多。

為滿足節(jié)能與環(huán)保的需要，汽車輕量化是一個(gè)重要解決方案。該文探討應(yīng)用鎂合金代替鋼作為座椅骨架的可行性，以便改善其強(qiáng)度，并保持其低密度和較高吸振能力。進(jìn)行原型座椅的臺(tái)車后碰撞實(shí)驗(yàn)和ls—dyna的有限元仿真計(jì)算，應(yīng)用taguchi方法進(jìn)行三水平正交數(shù)值試驗(yàn)，進(jìn)行了應(yīng)力分布、加速度等參數(shù)的敏感性分析。通過(guò)仿真計(jì)算與靈敏度分析，得到了影響應(yīng)力水平的主要設(shè)計(jì)變量；得到了一款最佳化的鎂合金座椅骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：與常規(guī)鋼座椅骨架相比較，使用該方法的質(zhì)量節(jié)省可達(dá)40％。

現(xiàn)行公路規(guī)范規(guī)定護(hù)欄最高防撞能量為520kj,不能滿足水資源保護(hù)區(qū)、水庫(kù)、跨越干線鐵路等特殊危險(xiǎn)路段的安全防護(hù)需要,通過(guò)對(duì)北京市各高速公路交通流狀況調(diào)查分析,對(duì)特殊路段護(hù)欄碰撞能量和碰撞試驗(yàn)條件進(jìn)行研究,提出適合北京地區(qū)特殊防護(hù)路段護(hù)欄的碰撞試驗(yàn)條件為33t重大貨車以65km/h速度、20°角碰撞護(hù)欄,碰撞能量為630kj,為新型高防護(hù)等級(jí)護(hù)欄的研究開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

混凝土護(hù)欄 (2)